锰钾矿处理高浓度含酚废水工艺条件研究
  • 【摘要】

    含酚废水是一种污染面较广、毒性较大、亟需处理的工业废水。本次工作主要在综述含酚废水的来源、危害以及现行的多种处理方法的基础上,提出了一种专门针对高浓度含单元酚和多元酚工业有机废水处理而开发的特效性治理新方法,主要利用无机界天然锰钾矿将酚类废水中的多种酚物质进行氧化降解。与同类方法比较,最大优势在于特效性强、方法新颖、工艺简单、成本低廉、除酚彻底等。 本次工作中的天然锰钾矿样品来源于广西下雷... 展开>>含酚废水是一种污染面较广、毒性较大、亟需处理的工业废水。本次工作主要在综述含酚废水的来源、危害以及现行的多种处理方法的基础上,提出了一种专门针对高浓度含单元酚和多元酚工业有机废水处理而开发的特效性治理新方法,主要利用无机界天然锰钾矿将酚类废水中的多种酚物质进行氧化降解。与同类方法比较,最大优势在于特效性强、方法新颖、工艺简单、成本低廉、除酚彻底等。 本次工作中的天然锰钾矿样品来源于广西下雷,利用X射线粉晶衍射(XRD)和电子探针(EMPA)等测试方法分析其化学成分,然后经过自来水冲洗自然晾干后粉碎、剔除杂质成分、研磨,并筛分为不同粒径级别:120~160目、160~200目、<200目;含酚废水水样来自某气化厂和某塑料助剂厂。 在二十世纪五十年代人们就开始研究了锰的氧化物和氢氧化物的氧化作用,而对天然锰钾矿的环境属性研究是近几年才开始,尤其是本项目组成员全面系统地研究了其的环境属性。本项目组发现天然锰钾矿降解废水中酚类物质的机理是锰钾矿中含有不同价态的锰离子(主要是Mn4+,同时含有少量Mn2+和Mn3+),它在一定条件下具有很强的氧化性,同时锰钾矿表面又存在大量羟基或具有氧缺位,在降解含酚废水过程中苯酚被吸附于锰钾矿表面,在矿物表面发生氧化还原反应,锰(Ⅳ)被还原溶解,酚被氧化降解。 本次工作的重点之一就是为实现天然锰钾矿作为高浓度含酚废水预处理技术的工业应用提供科学依据。实验研究确定了反应时间、反应的pH值、反应温度以及温度和pH值的关系,而矿物粒径的选择则应根据工业企业的时间效益和经济效益综合考虑。 本次工作的另一工作重点则是矿物投放量和酸碱的消耗量问题。它们是在实际工艺设计中是十分关注的,也是影响处理效果和运行成本高低的重要指标。实验研究了矿物投放量与不同浓度、不同反应温度、不同体积的含酚废水间的关系。理论计算出天然锰钾矿和酸的消耗量,通过实验来验证其可信度。 天然锰钾矿作为治理废水的一种环境材料,如果不能被重复利用,那么其实际应用将受到很大的限制,而且材料不能重复利用其本身就对环境造成了一定的污染,因而我们有必要利用实验来验证天然锰钾矿的重复利用性。 最后根据工业企业的自身的情况和废水的排放量大小,我们设计了两种天然锰钾矿治理含酚废水预处理工艺,即间歇式和连续式处理工艺。前者适用于废水排放量较小的处理工稃,其特点是工艺简单、去除效果较好、操作方便;后者则为废水排放量较大的工程项目而设计,其优点是处理量大、去除效果好。 收起<<

  • 【作者】

    魏学军 

  • 【学科专业】

    地质学(材料及环境矿物学)

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    北京大学

  • 【导师姓名】

    鲁安怀

  • 【学位年度】

    2005

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    天然锰钾矿  含酚废水  氧化作用  矿物投放量  预处理工艺  废水处理  氧化降解